ТЕНДЕРЫ
Площадка для проведения on-line торгов по заявкам на покупку кабеля и провода
СКЛАД
Сервис для поиска кабельно-проводниковой продукции
Расшифровка марки кабеля
Узнай конструкцию кабеля по его маркировке!
Схема погрузки
Узнать какой транспорт подойдет для перевозки вашей продукции можно прямо сейчас
Вес кабеля
Рассчитать вес всей заявки или отдельной марки зная количество — легко!
 

Максимум кпд силовых ТПЖ на частоте 50
Гц.


15 февраля 2016 в 16:19
2
Энергетика: 5
15 лет и 258 дней
упоминали 4 раза
 (0)
 (0)
На базе численного моделирования электромагнитного поля 50 Гц в токопроводящих жилах большого сечения (до 10 000 мм2) показана теоретическая возможность

снижения в них тепловых потерь к минимальному уровню (на постоянном токе)

Принято считать, что основным механизмом роста тепловых потерь в токопроводящих жилах большого сечения (а также с частотой сигнала в сигнальных линиях) является поверхностный эффект – (само)оттеснение переменного тока к поверхности ТПЖ.
В результате чего происходит уменьшение эффективного сечения проводника и, стало быть, рост его омического сопротивления R [Ом/км].

В [1] доказана теорема, что это происходит из-за пониженного импеданса R + jωL приповерхностных проволок (повивов) многопроволочных жил. Там же обоснованы способы подавления эффекта путём выравнивания этого импеданса.
По крайней мере тремя способами:

- "усреднения", когда проволоки протягивают через весь объём ТПЖ, (Литц, Милликен [2,3]),

- добавочными дросселями (для восполнения дефицита приповерхностных L [Гн/км])

- или трансформаторами (противо-эдс поверхностным токам),

- а также подбором шага скрутки повивов (L и эдс) [4].

Здесь отвлечёмся от этих и других технических деталей, а сосредоточимся на выяснении вопроса:
на какой мы можем рассчитывать максимумальный кпд жил , работающих на частоте 50 Гц, .

у мечтов есть гнусное свойство сбываться

15 февраля 2016 в 16:22
2
Энергетика: 5
15 лет и 258 дней
упоминали 4 раза
 (0)
 (0)
1. Коэффициент токовой нагрузки.

Строго говоря, коэффициент полезного действия кабельной или воздушной линии электропередачи ЛЭП – доля тепловых потерь ~J2RД в мощности W~JU

кпд = 1 – JRД/U

Как видно, при заданном кпд ЛЭП, её рабочем напряжении U и длине Д ток нагрузки линии J (и, стало быть, мощность ЛЭП) тем больше, чем меньше R. Введем соответствующий нагрузочный коэффициент:

Ккпд = Rм/R

показывающий, насколько ток у исследуемой ТПЖ может быть больше допустимого в массивной с сопротивлением Rм (на частоте 50 Гц).
Есть также ограничение по температуре ( Т < 90 Ц). А так как нагрев Т ~ J2R , то соответствующий нагрузочный коэффициент

Кт = (Rм/R)1/2

В дальнейшем имеем дело с медными ТПЖ и частотой 50 Гц. Глубина поверхностного эффекта 1/(μσω/2)1/2 = 9.4 мм (μ = 1.2566е–6 Гн/м, σ = 5.7е7 Сим/м – проводимость, ω = 314/с – круговая частота).
Вычислим из первых принципов
(то есть, решением уравнений Максвелла в Excel + ELCUT Active Field)
кпд массивных ТПЖ разного калибра (рис.1, нижние кривые). Как видно, у ТПЖ с сечением выше 500...1000 мм2 кпд быстро падает: поверхностный эффект "выключает" объёма жилы из проводимости (синяя область).

рис-1-ТПЖ-макс-кпд.JPG

у мечтов есть гнусное свойство сбываться

15 февраля 2016 в 16:28
2
Энергетика: 5
15 лет и 258 дней
упоминали 4 раза
 (0)
 (0)
2. Расчёт максимальной токовой нагрузки.

Так как Литц и Милликен – не оптимальные способы выравнивания импедансов [1-3],
полезно оценить кпд жил в предположении, что сделали это идеально
(отвлекаясь, как указано выше, от технических деталей).

На рис.2 показаны фрагменты цветовых карт токов в жиле 3000 мм2, скрученной из 4 повивов катанок (калибр 8 мм; всего около 60 проволок). В обычной эксплуатации (справа) и с выравниванием импеданса (слева). На профиле токов ей соответствует (почти ) горизонталь около 1 А/мм2 .

У такой конструкции расчётный
8 мм Ккпд = 1.39 и Кт = 1.18.
Если из проволок калибра
4 мм (240 штук), то Ккпд = 1.55 и Кт = 1.24,
а если
2 мм (около 1000) Ккпд = 1.62 и Кт = 1.27.
Всё это больше, чем у Милликен 1.15 [5]

рис-2-ТПЖ-макс-кпд.JPG

у мечтов есть гнусное свойство сбываться

15 февраля 2016 в 16:30
2
Энергетика: 5
15 лет и 258 дней
упоминали 4 раза
 (0)
 (0)
С ростом сечения жилы эти коэффициенты растут (рис.3).
По нагреву – до 1.5 и выше,
по кпд – до 2.5 .
Так что, с такими ТПЖ можно рассчитывать на 50...150% повышения мощности ЛЭП.
Но кпд жил несколько снижается (рис.1 верхние кривые). Впрочем, со снижением калибра проволок (числа около кривых) кпд потягивается к 100%.

рис-3-ТПЖ-макс-кпд.JPG

у мечтов есть гнусное свойство сбываться

15 февраля 2016 в 16:31
2
Энергетика: 5
15 лет и 258 дней
упоминали 4 раза
 (0)
 (0)
3. Обсуждение.

Итак, стратегия выравнивания импеданса проволок многопроволочных жил сулит (существенное) в разы повышение их кпд, рабочего тока, передаваемой электрической мощности (без повышения напряжения).

Но выход на наилучшие показатели (например, кпд около 100%, – почти как на постоянном токе) требует, на первый взгляд, применения проволок малого калибра, которых в жилах большого сечения могут быть тысячи (как в Литц). Что резко повышает цену изделий.

Впрочем, численное моделирование электромагнитного в таких жилах наталкивает на технические решения, несколько хуже по кпд, но существенно более простые и дешёвые.

Например, с применением технологии литья [7].

Но это, а также применение этих технологических приёмов к жилам кабелей ВЧ-связи – темы отдельных разговоров

1. Подавление поверхностного эффекта //www.ruscable.ru/interactive/forum/show_msg-478975.html
2. Кабель в науке. Литц http://kommunika.ru/?p=15133
//www.ruscable.ru/interactive/forum/show_msg-475297.html
3. Расчёт ТПЖ Милликен //www.ruscable.ru/interactive/forum/show_msg-475622.htm
4. Костин Д.В., Леонов А.И. Токопроводящая жила. Заявка: 2003110733/20, 18.04.2003
5. Высокая эффективность работы кабелей или уменьшение затрат на строительство кабельных систем ? Компания "SЬDKABEL" предлагает своё решение."Кабель-news" №5, 2010, с.4-7
6. Ф.Лету. Токопроводящие жилы для высоковольтных и сверхвысоковольтных кабелей ("Милликен"). "Кабели и провода" №1, 2008, с.18-21
7. А.Листратенков А.Кобеливкер. Способ непрерывного изготовления ГТР-слоя гибкого трубчатого слоя) электропроводника из потока металла на ПМК-головке литьевой машины "Кабель-news" №5, 2014, с.58-60.заявка на изобретение 2006143690/02, 11.12.2006. Публикация 20.06.2008. Бюлл. № 17

.

у мечтов есть гнусное свойство сбываться
Сообщение было изменено

15 февраля 2016 в 22:40
31
Энергетика: 41
13 лет и 179 дней
упоминали 209 раз
Медаль «За Активность» 1-ой степени «Звезда Народного Признания» 1-ой степени Орден «За Особые Заслуги» 1-ой степени Орден «За Существенный Вклад» 1-ой степени Орден «Почётный Кабельщик» 1-ой степени Орден «Русского Кабеля» - второй степени Медаль «За участие в переписи»
 (0)
 (0)
Ну коль КПД у ваших жил выше единицы, так это у вас усилители тока, а то и вовсе генераторы! Нобелевская гарантирована!

и нет среди нас первых и последних

16 февраля 2016 в 06:33
2
Энергетика: 5
15 лет и 258 дней
упоминали 4 раза
 (0)
 (0)
1. Ну коль КПД у ваших жил выше единицы, так это у вас усилители тока, а то и вовсе генераторы!
2. Нобелевская гарантирована!
1. Что за глупости ?
С чего Вы это взяли, госпожа кабель-... ?

2. Нобелячьи сребренники -
для продажной диссидентуры а-ля Солж, Цукерман, предателей типа Меченого, чёрненькой макаки и прочих подонков.

А в остальном - ля-ля-ва-ва.

А кроме этой ... , есть что за душой ?
По существу дела или ещё каких кабелей ?

у мечтов есть гнусное свойство сбываться
Сообщение было изменено

16 февраля 2016 в 15:52
31
Энергетика: 41
13 лет и 179 дней
упоминали 209 раз
Медаль «За Активность» 1-ой степени «Звезда Народного Признания» 1-ой степени Орден «За Особые Заслуги» 1-ой степени Орден «За Существенный Вклад» 1-ой степени Орден «Почётный Кабельщик» 1-ой степени Орден «Русского Кабеля» - второй степени Медаль «За участие в переписи»
 (0)
 (0)
«На рис.2 показаны фрагменты цветовых карт токов в жиле 3000 мм2, скрученной из 4 повивов катанок (калибр 8 мм; всего около 60 проволок). В обычной эксплуатации (справа) и с выравниванием импеданса (слева). На профиле токов ей соответствует (почти ) горизонталь около 1 А/мм2 . »
\ну ещё, так ещё:

калибр 8 мм, 60 проволок сечение 12057 квадратов, а у вас 3000, тогда каким образом вы задавали условия для расчетов, как можно верить тому, что вы нарисовали
Любая программа посчитает исходя из заданных условий, а это то, что вы никогда не устанавливаете в своих опусах, так что обсуждать?

и нет среди нас первых и последних

17 февраля 2016 в 06:23
2
Энергетика: 5
15 лет и 258 дней
упоминали 4 раза
 (0)
 (0)
\ну ещё, так ещё:
... каким образом вы задавали условия для расчетов,...
======================

Это - слишком общая постановка вопроса.
На которую можно ответить лишь столь же общей постановкой задачи.
Дано:
1. Многопроволочная медная жила.
2. Дефицит импеданса всех её повивов относительно центральной проволоки полностью компенсирован.
(Сиречь, снята (по Гегелю) головная причина поверхностного эффекта. И,стало быть, в каком-то приближении снят сам этот эффект )
------------
Вопрос: На какую

кпд = Ro/R

этих жил можно рассчитывать, если Ro - сопротивление этой жилы на постоянном токе, а /R - на частоте 50 Гц ?

Ответ: от 85% для жилы 3000 мм2 с калибром проволок 8 мм до 99% (2 мм)


--------------------------------------
А Вас что конкретно интересует?

у мечтов есть гнусное свойство сбываться
Сообщение было изменено

17 февраля 2016 в 06:27
2
Энергетика: 5
15 лет и 258 дней
упоминали 4 раза
 (0)
 (0)
« как можно верить тому, что вы нарисовали

===========================
А кто заставляет верить?
Проверяйте.

у мечтов есть гнусное свойство сбываться

17 февраля 2016 в 06:36
2
Энергетика: 5
15 лет и 258 дней
упоминали 4 раза
 (0)
 (0)
«
Любая программа посчитает исходя из заданных условий, ...»

============================
А что Вас не устраивает в постановке задачи, данной выше ?
А именно:
причина поверностного эффекта
- пониженный импеданс внешних повивов жилы относительно центральной проволоки.
Стало быть...

Вы же ни ползвука не возразили против этого.

Ну, а дальше сама логика задачи ведёт к алгоритму её решения и применяемым программам обширных численных экспериментов.
Без коих в серьёзных кабелях делать нечего.

у мечтов есть гнусное свойство сбываться

17 февраля 2016 в 06:42
2
Энергетика: 5
15 лет и 258 дней
упоминали 4 раза
 (0)
 (0)
... 1. а это то, что вы никогда не устанавливаете в своих опусах,
2. так что обсуждать...
==========================
1. Ерунда какая-то.
Это, извините, - на уровне каких-то детсадовских обид и капризов.
Ещё и ещё раз: что Вас конкретно интересует ?
Вы можете вразумительно задать вопрос?

2. Можно подумать, что Вас тут силком заставляют делать что-то Вам непосильное.

у мечтов есть гнусное свойство сбываться
Сообщение было изменено

2 марта 2016 в 11:05
Энергетика: 999
18 лет и 248 дней
упоминали 701 раз
«Звезда Народного Признания» 1-ой степени
Эта ветка была перемещена из раздела: Вопросы по кабелям, материалам и аксессуарам

Fama pluris quam opes
Быстрый переход в другой раздел:
 

Общаешься на форуме? Зарегистрируйся!

Только для зарегистрированных пользователей «Кабельного форума» RusCable.Ru доступны следующие возможности:

— Получение КАБСов за общение на форуме;
— Отправка личных сообщений пользователям;
— Сохранять в «Избранном» интересные темы;
— и многое другое.

Регистрация предельно простая и займет не более 2 минут.

ЗАРЕГИСТРИРОВАТЬСЯ

Вход для зарегистрированных пользователей:

логин: пароль:

забыли пароль?

Нужен кабель? Оформи заявку бесплатно
Прямой эфир
+